浅析地理信息系统在水利中的应用

□王波

地理信息系统（GIS）是近几年发展起来的对地理环境有关问题进行分析和研究的一种空间信息管理系统。它是在计算机硬件和软件支持下对空间信息进行存储、查询、分析和输出，并为用户提供决策支持的综合性技术。利用计算机建立地理数据库，将地理环境的各种要素，包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据进行数字存储，建立有效的数据管理系统。通过综合分析，方便快速地获取信息，并能以图形、数字和多媒体等方式来表示结果。

目前世界上常用的GIS软件已达400多种，它们大小不一，各有长处，适宜不同层次用户的需要。国外较著名的有ARC系列 （ARC/INFO、ARCVIEWGIS）、GENAMAP、IntergraphMGE、MapInfo等；国内较著名的有武汉中国地质大学开发的MAPGIS、武汉大学开发的Geostar、中科院开发的SuperMap及北京大学开发的CITYSTAR等。我国地理信息系统产业虽然起步晚，但发展快，目前已成功应用到了包括资源管理、城市和区域规划、人口和商业管理、农业与水利、交通运输、石油和天然气、教育、军事等一百多个领域，取得了良好的经济效益和社会效益。

ARCVIEWGIS是由美国环境系统研究所(ESRI)开发与销售的地理信息系统（GIS）软件，是一套帮助用户对地理信息进行组织与存储、编辑修改、查询、分析以及直观显示，并且提供了交互式制图和分析功能的桌面型地理信息系统软件。ARCVIEWGIS的优点是功能齐全，中型规模，适合中型用户需要。ARCVIEWGIS很适合在基层水利部门的应用，能够把水利防汛抗旱业务中的各种信息和反映空间位置的图形信息有机地结合在一起，建立水利数据库，根据用户的需要对这些数据进行处理和分析，把各种信息和空间信息结合起来提供给使用者。

ARCVIEWGIS技术与防汛抗旱紧密结合的应用具有很好的前景。一方面该开发平台规模适中，它提供的功能能够满足水利部门一般正常业务的需要，可以实现水利部门对水利信息属性数据库和空间数据库的管理以及空间分析等，例如进行存储、编辑修改以及查询分析，它适合于各种平台，能使区域水库的图形、图像、文字、表格、音像等多种形式的资料管理集成在一个窗口界面中。特别是汛期，能对区域水库、水闸及堤围的各类防汛物资储备进行查询统计，从而可迅速查出全部或指定范围内各类防汛物资储备的数量及其分布。ARCVIEW GIS具有完善的查询功能，查询范围有：全图范围、指定圆形区域范围、指定矩形区域范围和指定任意形状区域范围。能为防汛调度指挥人员提供直观、实时的动态信息，为领导有效决策提供有力依据。ARCVIEWGIS不仅具有文字、数字、照片等数据库,还具有空间图形数据库，更重要的是它在二者之间建立了有机的联系，因而具有强大的空间数据定位、查询和分析功能。

ARCVIEWGIS地理信息系统在水利防汛方面的主要应用，可归纳为以下几点：

一、水、雨、工、灾情的信息管理、查询和分析。提供可视化的图形查询界面，丰富信息的表述方式。

二、洪水的预测预报。研究给定降水区域和降水量所产生的径流和洪水的时空分布，真实模拟洪水演进和淹没过程。

三、防汛抢险救灾指挥。可以利用灾害分析模型结合GIS进行灾前分析，也可以利用GIS的网络分析功能确定救灾物资调配的最佳期路径，还可以为受灾人员、财产的安全有效转移提供决策依据。

四、进行灾情统计与评估。对快速采集来的洪涝灾害和洪水淹没情况进行综合分析与评价，统计灾害情况，估计社会经济损失。

五、为防洪规划提供依据。可以根据预告设定的前提条件，进行某一区域范围内的静态或者动态的模拟，为有效地设置拦洪设施的点位和选择分洪、泄洪措施提供辅助决策支持。

21世纪是信息时代，地理信息系统技术在水利方面的应用将越来越广泛。尤其在水利政务、防汛抗旱减灾、水资源监控调度等方面是传统技术所不能比拟的。随着资源卫星航空航天技术的发展，水利遥感技术得到了充分的发挥空间，水土流失调查与动态监测、水利工程前期规划、大型水库工程的地质调查、生态环境及水资源、水污染监测与调查、干旱沙漠区的水资源调查等等，在推动国民经济建设中起到了不可估量的作用。目前，地理信息系统在水利行业中的应用带来的巨大社会效益已初步表现出来，例如在研究解决三峡库区泥沙问题、对三峡库区的规划和移民安置及环境容量论证等方面都起到了重要作用。“数字水利”是新世纪数字时代的一个组成部分，开发和利用水利信息资源，与时俱进，将会推动我国经济社会可持续发展。